ES3041733T3

ES3041733T3 - Improved vacuum circuit breaker

Info

Publication number: ES3041733T3
Application number: ES18721387T
Authority: ES
Inventors: Sergey Ivanovich Malakhovskiy; Vladimir Sergeevich Minaev
Original assignee: Tavrida Electric Holding AG
Current assignee: Tavrida Electric Holding AG
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2025-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-03
Also published as: US10910179B2; WO2018202816A1; EP3619731B1; GB201707027D0; EA039405B1; EP3619730B1; GB2562069A; CN110582825A; US11056299B2; EP3619730C0; EA201992554A1; EP3619731A1; GB2562069B; EA201992555A1; PL3619730T3; EP3619730A1; PL3619731T3; EP3619731C0; CN110582825B; WO2018202817A1

Abstract

Un interruptor de vacío 10 comprende un interruptor de vacío 12 acoplado entre los terminales superior 18 e inferior 20, y que permite establecer o interrumpir la conexión eléctrica entre dichos terminales. El interruptor tiene un cuerpo 22 de material aislante eléctrico, y el interruptor de vacío se encuentra en una cámara interna del cuerpo. El terminal inferior 20 comprende un cuerpo hueco 26 que forma parte de la cámara interna y cuya forma y dimensiones permiten el paso del interruptor de vacío 12. Un conector eléctrico 50 tiene una parte móvil 52 conectada al contacto móvil y una parte fija anular 54 conectada al terminal inferior 20. La parte móvil 52 está conectada a la parte 54 mediante conectores flexibles 56 y tiene un receptáculo (58) para acoplar un conector eléctrico 60 del interruptor de vacío 12. Una varilla de tracción 16 está acoplada al contacto móvil a través del conector eléctrico 60. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Disyuntor de vacío mejorado

Campo de la invención

La presente invención se refiere a disyuntores de vacío.

Antecedentes de la invención

Un disyuntor de vacío (VCB) normalmente comprende un interruptor de circuito de vacío y un accionador para hacer funcionar el interruptor entre estados abierto y cerrado. Típicamente, el accionador comprende un dispositivo electromagnético acoplado a los contactos del interruptor.

Se considera que los VCB convencionales son relativamente grandes y relativamente costosos de fabricar. Sería deseable proporcionar un disyuntor de vacío mejorado.

La solicitud de patente japonesa JP H09 298023 divulga un interruptor de vacío miniaturizado que tiene un conductor elástico para conectar eléctricamente un electrodo móvil a un terminal de circuito externo del lado del electrodo móvil y presionar el electrodo móvil a un lado del electrodo fijo.

La solicitud de patente de EE. UU. US 2011/120976 divulga una parte de polo de un conjunto de conmutadores en el que los terminales eléctricos están provistos en un cuerpo aislante.

Compendio de la Invención

Un primer aspecto de la invención proporciona un disyuntor de vacío como se reivindica en la reivindicación 1. También se describe un disyuntor de vacío que comprende:

un primer terminal;

un segundo terminal;

un interruptor de vacío acoplado entre dichos primer y segundo terminales y que puede funcionar para realizar o interrumpir una conexión eléctrica entre dichos primer y segundo terminales; y

un cuerpo formado a partir de material eléctricamente aislante y que está conformado para definir una cámara interna,

en donde dichos primer y segundo terminal están soportados por dicho cuerpo y dicho disyuntor está ubicado en dicha cámara interna, en donde el primer terminal está ubicado en la parte superior del cuerpo y proporciona una primera interfaz de conexión eléctrica en la parte superior del cuerpo, preferiblemente en el eje del polo del cuerpo, incluyendo en segundo terminal un vástago que sobresale desde dicho cuerpo hueco y que sobresale oblicuamente, preferiblemente perpendicularmente del eje del polo para proporcionar una segunda interfaz de conexión eléctrica que está desplazada lateralmente con respecto al eje del polo y en donde un eje perpendicular nocional desde la segunda interfaz de conexión eléctrica hasta el eje del polo intersecta el eje del polo en un punto de intersección nocional, siendo la configuración del disyuntor tal que un triángulo nocional creado por dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica y dicho punto de intersección nocional es un triángulo rectángulo isósceles, donde una línea nocional entre dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica forma la hipotenusa del triángulo.

También se describe un disyuntor de vacío que comprende:

un primer terminal;

un segundo terminal;

en donde dicho primer y segundo terminales están soportados por dicho cuerpo, y dicho interruptor de vacío está ubicado en dicha cámara interna, en donde el primer terminal está ubicado en la parte superior del cuerpo y proporciona una primera interfaz de conexión eléctrica en la parte superior del cuerpo, preferiblemente en el eje del polo del cuerpo, incluyendo el segundo terminal un vástago que sobresale de dicho cuerpo hueco y sobresale perpendicularmente desde el eje del polo para proporcionar una segunda interfaz de conexión eléctrica que está desplazada lateralmente desde el eje del polo, y en donde un primer conector externo alargado está conectado al primer terminal en su interfaz de conexión, y un segundo conector externo alargado está conectado al segundo terminal en su interfaz de conexión, en donde los conectores externos se extienden paralelos entre sí pero oblicuamente al eje del polo. En realizaciones preferidas, un eje perpendicular nocional desde la segunda interfaz de conexión eléctrica hasta el eje del polo intersecta el eje del polo en un punto de intersección nocional, siendo la configuración del disyuntor tal que un triángulo nocional creado por dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica y dicho punto de intersección nocional es un triángulo rectángulo isósceles, donde una línea nocional entre dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica forma la hipotenusa del triángulo.

En realizaciones preferidas, dicho cuerpo del disyuntor está formado a partir de un material moldeable y en donde al menos uno de, y preferiblemente cada uno de, dicho primer terminal y dicho segundo terminal están moldeados en dicho cuerpo del disyuntor. Preferiblemente, el cuerpo del disyuntor está formado de plástico, preferiblemente termoplástico.

Ventajosamente, dicho cuerpo hueco tiene una superficie interna anular que forma parte de la superficie interna de dicha cámara interna. Dicha superficie interna anular de dicho cuerpo hueco puede estar al ras o sustancialmente al ras con la superficie interna de dicho cuerpo del disyuntor.

Típicamente, dichos primer y segundo terminales están separados a lo largo de un eje del polo de dicho cuerpo del disyuntor, estando dicho interruptor de vacío ubicado al menos parcialmente en una región de dicha cámara interna entre dichos primer y segundo terminales, la sección transversal de una región de dicha cámara interna definida por dicho segundo terminal está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal de dicha región en la que el interruptor de vacío está ubicado al menos parcialmente, o para definir un espacio que es más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal de la región en la que el interruptor de vacío está ubicado al menos parcialmente.

Preferiblemente, una región de dicha cámara interna definida por dicho segundo terminal está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío, o para definir un espacio que es más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío.

Ventajosamente, dicho cuerpo del disyuntor tiene un extremo abierto, estando ubicado dicho segundo terminal entre dicho extremo abierto y dicha región en la que está ubicado al menos parcialmente dicho interruptor de vacío, estando dicho extremo abierto conformado y dimensionado para permitir que dicho interruptor de vacío pase a través de dicho extremo abierto.

Ventajosamente, la cámara interna está conformada y dimensionada para permitir el paso del interruptor de vacío a lo largo de la cámara interna desde un extremo abierto de la cámara interna hasta una ubicación deseada dentro de la cámara interna.

Opcionalmente, un extremo de dicho interruptor de vacío está ubicado dentro de dicho cuerpo hueco.

Las realizaciones típicas incluyen un dispositivo conector eléctrico que conecta eléctricamente un contacto móvil del interruptor de vacío al segundo terminal, estando ubicado el dispositivo conector eléctrico dentro de la cámara interna del cuerpo del disyuntor, preferiblemente dentro del cuerpo hueco del segundo terminal. La cámara interna puede estar conformada y dimensionada para permitir el paso del dispositivo conector a lo largo de la cámara interna desde un extremo abierto de la cámara interna hasta una ubicación deseada dentro de la cámara interna.

Preferiblemente, una región de la cámara interna entre el extremo abierto y una región definida por el segundo terminal está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector eléctrico, y preferiblemente también del interruptor de vacío, o para definir un espacio que es más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector eléctrico, y preferiblemente también del interruptor de vacío.

Opcionalmente dicho cuerpo hueco es cilíndrico.

La cámara interna puede ser de sección transversal sustancialmente uniforme, al menos en una región definida por dicho segundo terminal y la región en la que se ubica dicho interruptor de vacío.

La cámara interna puede ser de sección transversal sustancialmente cilíndrica.

En realizaciones preferidas, el disyuntor incluye una varilla de tracción acoplada a dicho interruptor de vacío para su funcionamiento, comprendiendo dicha varilla de tracción un núcleo ubicado dentro de una carcasa, estando formado el núcleo de material resistente al calor, preferiblemente plástico resistente al calor, estando formada la carcasa de material resistente al impacto, preferiblemente plástico resistente al impacto. Ventajosamente, el núcleo y la carcasa están formados por termoplásticos o material polimérico termoendurecible.

Ventajosamente, el núcleo está formado a partir de material, preferiblemente material eléctricamente aislante moldeable, y lo más preferiblemente plástico, que tiene una resistencia al calor relativamente alta en comparación con el material del que está formada la carcasa, estando formada la carcasa a partir de material, preferiblemente material eléctricamente aislante moldeable, y lo más preferiblemente plástico, que tiene una resistencia al impacto relativamente alta en comparación con el material del que está formado el núcleo.

Preferiblemente, el núcleo y la carcasa están co-moldeados entre sí.

Típicamente, un extremo de dicha varilla de tracción está ubicado dentro de dicho cuerpo hueco.

En algunas realizaciones, el primer terminal está ubicado en la parte superior del cuerpo y proporciona una primera interfaz de conexión eléctrica en la parte superior del cuerpo, preferiblemente en el eje del polo del cuerpo, incluyendo el segundo terminal un vástago que sobresale de dicho cuerpo hueco y que sobresale oblicuamente, preferiblemente perpendicularmente del eje del polo para proporcionar una segunda interfaz de conexión eléctrica que está desplazada lateralmente con respecto al eje del polo, y en donde un eje perpendicular nocional desde la segunda interfaz de conexión eléctrica hasta el eje del polo intersecta el eje del polo en un punto de intersección nocional, siendo la configuración del disyuntor tal que un triángulo nocional creado por dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica y dicho punto de intersección nocional es un triángulo rectángulo isósceles, donde una línea nocional entre dichas primera y segunda interfaces de conexión eléctrica forma la hipotenusa del triángulo.

Opcionalmente, el primer terminal está ubicado en la parte superior del cuerpo y proporciona una primera interfaz de conexión eléctrica en la parte superior del cuerpo, preferiblemente en el eje del polo del cuerpo, incluyendo el segundo terminal un vástago que sobresale de dicho cuerpo hueco y sobresale oblicuamente, preferiblemente perpendicularmente desde el eje del polo para proporcionar una segunda interfaz de conexión eléctrica que está desplazada lateralmente desde el eje del polo, y en donde un primer conector externo alargado está conectado al primer terminal en su interfaz de conexión, y un segundo conector externo alargado está conectado al segundo terminal en su interfaz de conexión, en donde los conectores externos se extienden paralelos entre sí pero oblicuamente al eje del polo.

Ventajosamente los conectores externos son de la misma longitud.

También se divulga una varilla de tracción para un interruptor de vacío, comprendiendo dicha varilla de tracción un núcleo ubicado dentro de una carcasa, estando formado el núcleo de material resistente al calor, preferiblemente plástico resistente al calor, estando formada la carcasa de material resistente al impacto, preferiblemente plástico resistente al impacto. Preferiblemente, el núcleo y la carcasa están formados de termoplásticos o material polimérico termoendurecible.

En algunas realizaciones, se pueden lograr características de tamaño y peso reducidos de un módulo de conmutación interior debido al diseño del aislamiento de soporte del disyuntor y su método de fabricación.

Las realizaciones preferidas de la invención incluyen un aislamiento de soporte realizado a partir de material eléctricamente aislante, por ejemplo material termoplástico, en el que se incorporan los terminales inferior y superior del disyuntor, preferiblemente mediante moldeo.

Ventajosamente, el terminal inferior tiene un diseño anular.

Ventajosamente, el eje polar está inclinado con respecto a un eje interterminal nocional que se extiende entre un punto de referencia respectivo en cada uno de los terminales inferiores superiores, preferiblemente de tal manera que el eje polar, dicho eje interterminal nocional y un eje terminal inferior se intersectan para formar un triángulo isósceles rectángulo.

Las realizaciones preferidas de la invención son capaces de proporcionar un disyuntor con dimensiones relativamente pequeñas para grados de corriente y aislamiento dados, o un disyuntor con grados de corriente y aislamiento relativamente altos para dimensiones dadas.

Las realizaciones preferidas facilitan un coste de fabricación relativamente bajo para el disyuntor.

Ventajosamente, las dimensiones de una unidad extraíble basada en disyuntores preferidos que realizan la invención son relativamente pequeñas en comparación con los disyuntores convencionales.

Ventajosamente, el coste de una unidad extraíble basada en disyuntores preferidos que realizan la invención es relativamente bajo en comparación con los disyuntores convencionales.

Las realizaciones preferidas exhiben una estabilidad térmica y durabilidad del aislante de varilla de tracción aumentadas en comparación con los disyuntores convencionales.

Aspectos ventajosos adicionales de la invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica al revisar la siguiente descripción de una realización específica y con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve Descripción de los Dibujos

Una realización de la invención se describe ahora a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

la Figura 1 es una vista en perspectiva en corte de un cuerpo de un disyuntor de vacío que realiza la invención; la Figura 1A es una vista en perspectiva en corte transversal de un terminal eléctrico superior incluido en el cuerpo del disyuntor de vacío de la Figura 1;

la Figura 1B es una vista en perspectiva en corte transversal de un terminal eléctrico inferior incluido en el cuerpo del disyuntor de vacío de la Figura 1;

la Figura 2 es una vista en perspectiva en corte transversal del cuerpo del disyuntor de vacío que muestra cómo se puede insertar un interruptor de vacío en el cuerpo;

la Figura 3 es una vista en perspectiva en corte transversal del cuerpo del disyuntor de vacío que muestra cómo se puede insertar una unidad de captación de corriente en el cuerpo;

la Figura 4 es una vista lateral seccionada del disyuntor de vacío;

la Figura 5 es una vista lateral seccionada de una varilla de tracción aislante preferida para su uso en dicho disyuntor de vacío; y

la Figura 6 es una vista lateral del disyuntor de vacío que incluye conectores de terminales inferiores y superiores.

Descripción Detallada de los Dibujos

Haciendo referencia ahora a los dibujos, se muestra, generalmente indicado como 10, un disyuntor eléctrico. El disyuntor 10 está diseñado especialmente para usarse para interrumpir un suministro de energía eléctrica de CA y, por lo tanto, se puede denominar disyuntor de CA. El disyuntor 10 comprende un interruptor de vacío 12 y como tal puede denominarse disyuntor de vacío (VCB). El interruptor de vacío 12, que también puede denominarse dispositivo de conmutación de vacío, comprende un contacto eléctrico móvil (no visible) y un contacto eléctrico fijo (estacionario) (no visible) ubicados en una cámara de vacío 14, es decir, una cámara que está sellada herméticamente y en vacío, al menos durante su uso. El contacto móvil es móvil entre un estado abierto, en el que está separado eléctrica y físicamente del contacto fijo, y un estado cerrado en el que hace contacto eléctrico (y típicamente físico) con el segundo contacto. El estado abierto del contacto móvil corresponde al estado abierto, o de ruptura, del interruptor de vacío 12 y correspondientemente del disyuntor 10 en el que interrumpe el flujo de corriente en cualquier circuito (no mostrado) del que forma parte. El estado cerrado del contacto corresponde al estado cerrado, o de cierre, del interruptor de vacío 12 y correspondientemente del disyuntor 10, en el que la corriente es capaz de fluir entre los contactos fijos y móviles. El movimiento del contacto entre sus estados abierto y cerrado se efectúa mediante un accionador (no mostrado). El accionador puede ser de cualquier tipo adecuado, por ejemplo un accionador electromagnético o cualquier otro accionador mecánico, eléctrico o electromecánico. El accionador está acoplado al contacto móvil del interruptor de vacío 12 mediante un mecanismo de acoplamiento mecánico, que en realizaciones preferidas comprende una varilla de tracción 16, en particular una varilla de tracción eléctricamente aislante, aunque en realizaciones alternativas puede tomar cualquier otra forma adecuada, por ejemplo un acoplamiento de fuelle. El mecanismo de acoplamiento acopla el accionador al contacto móvil para permitir que el accionador mueva el contacto entre sus estados abierto y cerrado.

El interruptor de vacío 12, y por lo tanto el VCB 10, típicamente funciona en un estado normalmente cerrado, es decir, con el contacto móvil en su estado cerrado para permitir que la corriente fluya entre los contactos y así fluya en cualquier circuito dado (no mostrado) en el que el disyuntor 10 esté instalado durante el uso. En tales casos, el VCB 10 puede estar configurado para abrirse automáticamente en respuesta a la detección de una condición de fallo, por ejemplo, en respuesta a la detección de una sobrecarga de corriente o un cortocircuito, para proteger el circuito en el que está incorporado durante el uso. Esto se logra haciendo que el accionador mueva el contacto móvil a su estado abierto en respuesta a la detección de la falla. Para este fin, el VCB 10 típicamente incluye, o puede cooperar con, un controlador (no mostrado) para efectuar el estado abierto al detectar una falla. El controlador comprende típicamente circuitos eléctricos y/o electrónicos que incluyen, o están conectados a, uno o más sensores de corriente (no mostrados). Los sensores de corriente se acoplan durante su uso a cualquier conductor de corriente conveniente del VCB 10 o circuito al que está conectado el VCB. Cuando el sensor o sensores detecta(n) una corriente, más particularmente una corriente prospectiva, superior a un nivel umbral, el controlador provoca que el VCB se abra. En algunas realizaciones, el VCB 10 se puede reiniciar, es decir, cerrar, de forma manual o semimanual (por ejemplo, mediante la activación manual de un control de usuario (no mostrado)) y/o de forma automática en respuesta a la detección por parte del VCB 10 de que la falla ha desaparecido, y/o después de que haya transcurrido un período de tiempo umbral desde la activación. Los disyuntores que se reinician automáticamente se conocen comúnmente como reconectadores.

Haciendo referencia en particular a las Figuras 1, 1A y 1B, el disyuntor 10 incluye un primer terminal 18 eléctrico, o superior, y un segundo terminal 20 eléctrico, o inferior, mediante los cuales el disyuntor 10 puede conectarse eléctricamente, en uso, a un circuito o dispositivo eléctrico externo (no mostrado). El primer terminal 18 está conectado eléctricamente al contacto fijo del interruptor de vacío 12. El segundo terminal 20 está conectado eléctricamente al contacto móvil del interruptor de vacío 12. Los terminales 18, 20 están formados a partir de material eléctricamente conductor, por ejemplo cobre u otro metal o aleación de metal adecuado.

Los terminales 18, 20 están soportados por, y típicamente incorporados en, un cuerpo 22 del disyuntor 10. Los terminales 18, 20 están separados mutuamente a lo largo del eje del polo P del disyuntor 10 (que en realizaciones típicas corresponde a la dirección a lo largo de la cual se mueve el contacto móvil del interruptor 12 y la dirección de movimiento de la varilla de tracción). El cuerpo 22 define una cámara interna 24 para alojar y soportar el interruptor de vacío 12 y otros componentes del disyuntor 10 como se describe con más detalle a continuación. Convenientemente, la cámara 24 es sustancialmente circular en sección transversal (es decir, la sección transversal que es perpendicular al eje del polo), aunque alternativamente puede tomar otras formas de sección transversal. Típicamente, el terminal 18 superior está ubicado en un primer extremo 19 (o parte superior) del cuerpo 22, y el terminal 20 inferior está ubicado entre el primer extremo 19 y un segundo extremo 21 (o parte inferior) del cuerpo 22. Ventajosamente, el segundo extremo 21 está abierto para permitir la inserción de componentes del disyuntor en la cámara 24 como se describe con más detalle a continuación en este documento.

El cuerpo 22 está formado a partir de un material eléctricamente aislante, típicamente un material dieléctrico. En realizaciones preferidas, el cuerpo está formado a partir de un material moldeable. Por ejemplo, el cuerpo 22 puede estar formado a partir de plástico, preferiblemente a partir de material termoplástico (por ejemplo, compuesto de uno o más termoplásticos). Alternativamente, el cuerpo 22 puede estar formado a partir de uno o más polímeros termoendurecibles o cualquier material eléctricamente aislante conveniente.

Ventajosamente, al menos uno, pero preferiblemente ambos, de los terminales 18, 20 están moldeados en el cuerpo 22, es decir, incorporados en el cuerpo 22 durante la formación del cuerpo por moldeo. Se puede utilizar cualquier proceso de moldeo convencional adecuado, por ejemplo, moldeo por inyección. Ventajosamente, los terminales 18, 20 están incorporados en el cuerpo 22 de tal manera que al menos algunas de, y de manera preferida sustancialmente todas, las superficies externas del respectivo terminal 18, 20 están en contacto con una superficie interna respectiva del cuerpo 22.

En realizaciones preferidas, el terminal inferior 20 comprende un cuerpo 26 anular hueco que es preferiblemente de forma tubular, es decir, una estructura similar a un manguito de extremos abiertos. Típicamente, pero no necesariamente, el cuerpo 26 anular es sustancialmente circular en sección transversal, es decir, el cuerpo 26 anular puede ser una estructura cilíndrica hueca. Sin embargo, en realizaciones alternativas, el cuerpo anular puede tener otras formas de sección transversal (no circulares), preferiblemente para coincidir con la forma de la cámara 24. El cuerpo 26 anular es típicamente rígido, estando formado a partir de metal u otro material conductor. El cuerpo 26 anular está incorporado al cuerpo 22 del disyuntor de tal manera que la superficie interna 28 del cuerpo 26 anular proporciona parte de la superficie interna de la cámara 24. Como tal, el cuerpo 26 anular se extiende alrededor del eje del polo P Preferiblemente, la superficie interna 28 del cuerpo 26 anular está al ras, o sustancialmente al ras, con la superficie interna 30 de la cámara 24 que se proporciona por el propio cuerpo 22. Para este fin, el cuerpo 26 anular puede estar provisto en un rebaje formado en el cuerpo 22. La superficie externa del cuerpo 26 anular está cubierta por el cuerpo 22. Ventajosamente, el cuerpo 26 anular está conformado y dimensionado para permitir que el interruptor de vacío pase a través de él (es decir, las formas y dimensiones respectivas del cuerpo 26 anular y del interruptor de vacío 12 son tales que el interruptor de vacío es capaz de pasar a través del cuerpo 26 anular, y por lo tanto pasar a través del terminal 20 inferior).

El terminal 20 inferior típicamente también incluye un vástago 32 de conexión. El vástago 32 de conexión está formado convenientemente de manera integral con el cuerpo 26 anular pero puede estar conectado de otra manera (al menos eléctricamente) a él. El vástago 32 de conexión es típicamente rígido, estando formado a partir de metal u otro material conductor. El vástago 32 de conexión se extiende desde el cuerpo 26 anular en una dirección que no es paralela con, y preferiblemente, sustancialmente perpendicular a, el eje del polo P El cuerpo 22 del disyuntor está conformado para cubrir la superficie exterior del vástago 32, excepto en un extremo 34, que está expuesto para permitir que el vástago 32, y por lo tanto el terminal 20, se conecten a un circuito o dispositivo externo. El extremo 34 del vástago 32 puede estar provisto de un casquillo 35 u otra formación adecuada para este propósito.

El terminal 18 superior está típicamente ubicado en el extremo superior de la cámara 24 que corresponde convenientemente a la parte superior 19 del cuerpo 22 del disyuntor. El terminal 18 puede comprender un cuerpo 36 y un vástago 38 de conexión. El cuerpo 36 puede ser anular, definiendo un casquillo 40 para recibir un conector eléctrico 42 para conectar eléctricamente el terminal 18 con el contacto fijo del interruptor de vacío 12. El vástago 38 de conexión se extiende convenientemente desde el cuerpo 36 en una dirección sustancialmente paralela con el eje del polo P. El cuerpo 36 y el vástago 38 son típicamente rígidos, estando formados a partir de metal u otro material conductor. El cuerpo 22 del disyuntor está conformado para cubrir la superficie exterior del vástago 38, excepto en un extremo 44, que está expuesto para permitir que el vástago 38, y por lo tanto el terminal 18, se conecten a un circuito o dispositivo externo. El extremo 44 del vástago 38 puede estar provisto de un casquillo 46 u otra formación adecuada para este propósito. Ventajosamente, el terminal 18 superior apantalla los elementos del interruptor de vacío 12 con alta intensidad de campo eléctrico (por ejemplo, puntos triples). También facilita la reducción de las dimensiones del disyuntor 10.

Se proporciona un dispositivo conector 50 eléctrico (denominado a veces como captador de corriente) para conectar eléctricamente el contacto móvil del interruptor de vacío 12 al terminal 20 inferior. El dispositivo conector 50 tiene una parte móvil 52 que está conectada al contacto móvil y una parte fija (estacionaria) 54 que está conectada al terminal 20 inferior. La parte móvil 52 está conectada a la parte fija 54 mediante al menos uno, pero típicamente una pluralidad de, conectores flexibles 56 que permiten un movimiento relativo entre las partes fija y móvil 52, 54. Típicamente, la parte fija 54 es anular y está ubicada alrededor de la parte móvil 52. Las partes fija y móvil 52, 54 y los conectores flexibles 56 están formados a partir de cualquier material conductor adecuado. En la realización ilustrada, la parte móvil 52 tiene un casquillo 58 para acoplar un conector eléctrico 60 del interruptor de vacío 12, estando el conector 60 conectado eléctricamente al contacto móvil del interruptor 12. Cuando el conector 60 está acoplado a la parte móvil 52, el dispositivo 50 de conexión eléctrica conecta eléctricamente el contacto móvil del interruptor al terminal 20 inferior mientras acomoda el movimiento del contacto móvil.

En la realización ilustrada, la varilla de tracción 16 está acoplada mecánicamente al contacto móvil a través del conector eléctrico 60, como se puede ver mejor en la Figura 4. En uso, el movimiento de la varilla de tracción 16 en la dirección del eje del polo P provoca un movimiento correspondiente de la parte móvil 52 y del contacto móvil.

Haciendo referencia ahora en particular a las Figuras 2 y 3, se muestra cómo el disyuntor 10 se puede ensamblar fácilmente, lo que simplifica el proceso de fabricación. La Figura 2 muestra cómo el interruptor de vacío 12 puede insertarse a través del extremo 21 abierto del cuerpo 22 del disyuntor, a través del cuerpo 26 anular del terminal 20 inferior, y moverse hacia el acoplamiento con el terminal 18 superior como se indica por la flecha A. En esta posición, el conector 42 del interruptor de vacío 12 se acopla con el casquillo 40 para conectar eléctricamente el contacto fijo al terminal 18. La Figura 3 muestra cómo el dispositivo conector 50 eléctrico se puede insertar a través del extremo 21 abierto del cuerpo 22 del disyuntor, dentro del cuerpo 26 anular del terminal 20 inferior, y moverse hacia el acoplamiento con el interruptor de vacío 12 como se indica por la flecha B.

La cámara 24 está conformada y dimensionada para recibir el interruptor de vacío 12, proporcionando preferiblemente un ajuste por interferencia (también conocido como un ajuste por fricción o ajuste a presión) entre el interruptor 12 y la superficie interna de la cámara 24. En realizaciones típicas, la forma externa del interruptor de vacío es sustancialmente cilíndrica y, por lo tanto, la superficie interna de la cámara 24 puede estar conformada correspondientemente, al menos en la región donde se ubica el interruptor de vacío 12 en uso. La cámara 24 también está conformada y dimensionada para permitir el paso del interruptor de vacío 12 (ventajosamente en su orientación de uso normal) a lo largo de la cámara 24 desde el extremo 21 de la cámara (que está abierto para permitir la inserción del interruptor 12 y otros componentes) hasta su ubicación deseada durante el ensamblaje del disyuntor 10. Preferiblemente, la cámara 24 es de sección transversal sustancialmente uniforme entre sus extremos 19, 21, o al menos entre el terminal 20 inferior y el terminal 18 superior, típicamente siendo sustancialmente cilíndrica, aunque podría tomar otras formas en realizaciones alternativas. En particular, se prefiere que la sección transversal de la cámara 24 sea sustancialmente uniforme en la región del terminal 20 inferior y en la región entre el terminal 20 inferior y el terminal 18 superior donde se ubica el interruptor de vacío 12 en uso. Más generalmente, la forma y las dimensiones de la sección transversal de la cámara 24 en la región definida por el terminal 20 inferior son tales que el interruptor de vacío 12 es capaz de pasar a través de la región definida por el terminal 20 inferior hacia la región entre el terminal 20 inferior y el terminal 18 superior. Para este fin, la región definida por el terminal 20 inferior puede ser conformada y dimensionada (por ejemplo en sección transversal) para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío 12, o para definir un espacio que sea más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío 12. Una manera de facilitar esto es hacer que la cámara 24 sea cilíndrica en sección transversal, siendo también típicamente el interruptor de vacío cilíndrico en sección transversal. En la realización ilustrada, la cámara 24 es uniformemente cilíndrica al menos en la región del terminal 20 inferior y en la región entre el terminal 20 inferior y el terminal 18 superior donde se ubica el interruptor de vacío 12 en uso. Alternativamente, la cámara 24 puede ser más ancha en la región del terminal 20 inferior que en la región entre el terminal 20 inferior y el terminal 18 superior. Opcionalmente, la cámara 24 está conformada para proporcionar una región acampanada en su extremo 21 (que puede extenderse hasta la región del terminal 20 inferior), y la cámara 24 puede tener una sección transversal sustancialmente uniforme entre la región acampanada y el otro extremo 19.

La cámara 24 está conformada y dimensionada para recibir el dispositivo conector 50 eléctrico, proporcionando preferiblemente un ajuste por interferencia (también conocido como ajuste por fricción o ajuste a presión) entre la parte fija 54 y la superficie interna de la cámara 24. Ventajosamente, el dispositivo conector 50 eléctrico está ubicado (cuando el disyuntor 10 está ensamblado) dentro del cuerpo 26 anular del terminal 20 inferior, y así la parte fija se acopla con el interior del cuerpo 26 anular (que forma parte de la superficie interna de la cámara). En realizaciones típicas, la forma externa del dispositivo conector 50 es sustancialmente cilíndrica y, por lo tanto, la superficie interna de la cámara 24 puede estar conformada correspondientemente en la región del cuerpo 26 anular. La cámara 24 también está conformada y dimensionada para facilitar el paso del dispositivo conector 50 (ventajosamente en su orientación de uso normal) a lo largo de la cámara 24 desde el extremo 21 de la cámara abierto hasta su ubicación deseada durante el ensamblaje del disyuntor 10. La forma y las dimensiones de la sección transversal de la cámara 24 desde el extremo 21 abierto hasta la región definida por el terminal 20 inferior son tales que el dispositivo conector 50 eléctrico (y el interruptor de vacío 12) es capaz de pasar a través del extremo 21 abierto hasta la región definida por el terminal 20 inferior. Para este fin, la región entre el extremo 21 abierto y la región definida por el terminal 20 inferior puede estar conformada y dimensionada (por ejemplo, en sección transversal) para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector 50 eléctrico (y opcionalmente el interruptor de vacío 12), o para definir un espacio que sea más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector 50 eléctrico (y el interruptor de vacío 12). En realizaciones preferidas, la forma y las dimensiones del dispositivo conector 50 eléctrico y del interruptor de vacío 12 en sección transversal son sustancialmente las mismas.

El diseño anular del cuerpo 26 del terminal 20 inferior crea una gran superficie de transferencia de calor, aumentando la disipación de calor del interruptor de vacío 12 y otros componentes del disyuntor 10. La transferencia de calor se facilita mediante la baja resistencia térmica entre los terminales 18, 20 y el material polimérico que forma el cuerpo 22 en el que están incorporados los terminales. Esto da como resultado una disipación de calor relativamente alta y aumenta el grado de corriente del disyuntor 10 para dimensiones del disyuntor dadas.

La Figura 5 muestra la varilla de tracción 16 preferida. Para reducir el peso y el coste, se prefiere fabricar la varilla de tracción 16 a partir de materiales plásticos en lugar de, por ejemplo, metal. La varilla de tracción 16 debe exhibir características mecánicas y eléctricas suficientemente altas para adaptarse al funcionamiento del disyuntor 10. Sin embargo, el espesor máximo proporcionado por el método de moldeo estándar por inyección de una sola capa es de aproximadamente 5 mm, lo que no es muy adecuado para proporcionar las características mecánicas y eléctricas requeridas. En realizaciones preferidas, por lo tanto, la varilla de tracción 16 comprende una parte 70 interior, o núcleo, encerrada dentro de una capa 72 exterior, o carcasa, estando cada una formada a partir de un material plástico (preferiblemente un polímero termoplástico o termoendurecible). Ventajosamente, el núcleo 70 y la carcasa 72 están formados a partir de materiales plásticos diferentes. Preferiblemente, el núcleo 70 está formado a partir de un polímero termoplástico o termoendurecible resistente al calor, y la carcasa 72 está formada a partir de un polímero termoplástico o termoendurecible a prueba de impactos. Los materiales son eléctricamente aislantes. En realizaciones preferidas, el núcleo 70 está formado a partir de material, preferiblemente un material eléctricamente aislante moldeable, y lo más preferiblemente plástico, que tiene una resistencia al calor relativamente alta en comparación con el material a partir del cual está formada la carcasa 72, mientras que la carcasa 72 está formada a partir de material, preferiblemente un material eléctricamente aislante moldeable, y lo más preferiblemente plástico, que tiene una resistencia al impacto relativamente alta en comparación con el material del que está formado el núcleo 70.

Ventajosamente, la varilla de tracción 16 puede formarse mediante un proceso de moldeo por inyección multicapa. El núcleo 70 resistente al calor proporciona estabilidad de tamaño a altas temperaturas, mientras que la carcasa 72 a prueba de impactos proporciona una resistencia relativamente alta a las cargas mecánicas cíclicas experimentadas durante el uso. Como resultado, la varilla de tracción 16 exhibe características mecánicas y eléctricas suficientes mientras reduce el coste de fabricación de la varilla de tracción 16.

Un extremo de la varilla de tracción 16 puede estar provisto de un conector mecánico 74, formado preferiblemente a partir de un polímero termoplástico o termoendurecible u otro material eléctricamente aislante, para acoplar la varilla de tracción 16 al contacto móvil del interruptor de vacío 12 para permitir que el accionador mueva el contacto móvil. En la realización ilustrada, parte del conector 74 está incrustada en la varilla de tracción 16, y parte sobresale de la varilla de tracción 16 para acoplarse con el contacto móvil a través del conector 60 del interruptor de vacío 12, que puede incluir un casquillo para recibir la parte que sobresale. La parte incrustada puede insertarse en un casquillo en la varilla de tracción o co-moldearse con la varilla de tracción, según sea conveniente. El extremo opuesto de la varilla de tracción 16 puede estar provisto de un conector mecánico 76, un casquillo en el ejemplo ilustrado, para acoplar la varilla de tracción 16 al accionador.

Haciendo referencia en particular a la Figura 4, en realizaciones preferidas el dispositivo 50 de conexión eléctrica está ubicado dentro del cuerpo 26 anular hueco del terminal 20 inferior. Ventajosamente, todo o parte de uno u otros más componentes del disyuntor 10 pueden ubicarse dentro del cuerpo 26 anular hueco del terminal 20 inferior. Por ejemplo, en la realización ilustrada, el extremo inferior del interruptor de vacío 12 y el extremo superior de la varilla de tracción 16 están ubicados dentro del cuerpo 26. Esta superposición de los componentes del disyuntor a lo largo del eje del polo P sirve para reducir la longitud del disyuntor 10 a lo largo del eje del polo P y, por lo tanto, para reducir el tamaño global del disyuntor. El cuerpo 26 anular también sirve como escudo eléctrico para cualquier componente ubicado dentro del mismo.

Las dimensiones compactas resultantes entre los terminales 18, 20 superior e inferior pueden ser demasiado pequeñas para ajustarse a los tipos de conjuntos de conmutadores extraíbles existentes (no mostrados). Sin embargo, la configuración preferida de los terminales superior e inferior facilita la conexión del disyuntor 10 a un dispositivo externo (por ejemplo, un conjunto de conmutador extraíble) que tiene un espaciado entre sus terminales que es mayor que la distancia entre los extremos 34, 44 expuestos de los terminales 18, 20 superior e inferior medidos a lo largo del eje del polo. El terminal 18 superior está ubicado en la parte superior del cuerpo 22 de tal manera que la interfaz de conexión (o punto de conexión) proporcionada por su extremo 44 expuesto también está en la parte superior del cuerpo, preferiblemente ubicada en el eje del polo P El extremo 44 expuesto típicamente tiene una cara de conexión que es perpendicular al eje del polo P La interfaz de conexión del terminal superior está indicada por la letra C en la Figura 6. El vástago 32 del terminal 20 inferior sobresale de manera no paralela, preferiblemente de manera perpendicular, desde el eje del polo P de tal manera que la interfaz de conexión (o punto de conexión) proporcionada por su extremo 34 expuesto se desplaza lateralmente desde el eje del polo P El extremo 34 expuesto típicamente tiene una cara de conexión que es perpendicular al eje longitudinal del vástago. La interfaz de conexión del terminal inferior está indicada por la letra A en la Figura 6. Un eje perpendicular nocional (o línea recta) desde A hasta el eje del polo P (que corresponde al eje longitudinal del vástago 32 en realizaciones preferidas) intersecta el eje del polo P en el punto B (que puede describirse como nocional). La distancia lineal más corta entre A y C es mayor que la distancia lineal más corta entre C y B (a lo largo del eje del polo P). La configuración preferida es que un triángulo nocional creado por los puntos A, B y C (es decir, donde A, B y C son los vértices del triángulo, y donde los puntos A y C pueden tomarse como un punto, por ejemplo, un punto central, en la respectiva interfaz de conexión inferior y superior) es un triángulo rectángulo isósceles, donde una línea nocional (recta) entre los puntos A y C forma la hipotenusa del triángulo. En realizaciones alternativas, el triángulo puede ser un triángulo isósceles pero no necesariamente un triángulo rectángulo isósceles. Al disponer el disyuntor 10 con respecto al dispositivo externo de tal manera que el eje del polo P esté dispuesto oblicuamente con respecto a un eje relevante del dispositivo externo (por ejemplo, el eje extraíble de un aparato de conjunto de conmutadores extraíble), se aumenta la separación relevante entre las interfaces de conexión A, C (en comparación con la distancia de C a B).

Un conector 80, 82 externo alargado respectivo, que comprende típicamente una barra, bus u otro conductor eléctrico eléctricamente conductor, se puede conectar en uso a cada terminal 18, 20 en la respectiva interfaz de conexión C, A. Preferiblemente, los conectores 80, 82 (más particularmente su respectivo eje longitudinal) se extienden paralelos entre sí pero oblicuamente al eje del polo P Los conectores 80, 82 pueden tener una cara (o extremo) de conexión (para la conexión con los extremos 44, 34 expuestos) que está dispuesta oblicuamente con respecto al eje longitudinal del conector 80, 82. Los puntos A y C pueden estar ubicados centralmente en la cara de conexión respectiva. La configuración preferida descrita anteriormente, en particular la creación del triángulo isósceles nocional, permite que los conectores 80, 82 sean idénticos, o sustancialmente idénticos, lo que reduce el coste global del sistema del que forma parte el disyuntor.

Por ejemplo, en una instalación de conjunto de conmutador eléctrica (no ilustrada), siempre que el disyuntor 10 esté inclinado respecto al eje de introducción y extracción, la distancia terminal (C a A) para una aplicación particular se puede aumentar hasta la longitud de la hipotenusa del triángulo isósceles rectángulo creado por tres puntos: la interfaz de conexión terminal superior C; la interfaz de conexión terminal inferior A; y el punto de intersección del eje del polo P y la intersección del eje terminal inferior B.

El cuerpo 22 del disyuntor preferido se puede disponer para proporcionar el triángulo isósceles entre las interfaces/puntos de conexión de terminal superior e inferior. En algunas aplicaciones, incluyendo las aplicaciones de extracción, esto permite el mismo diseño de las barras 80, 82 portadoras de corriente tanto superior e inferior que están conectadas al disyuntor en uso. Esto proporciona una reducción del coste de fabricación debido a menos nomenclatura y menos componentes diferentes.

Se entenderá que los disyuntores que realizan la invención no necesitan necesariamente ser usados con la disposición de instalación de triángulo isósceles descrita anteriormente e ilustrada en la Figura 6. Por ejemplo, pueden usarse en instalaciones donde las barras portadoras de corriente, o conectores equivalentes, se extienden perpendicularmente al eje del polo P De manera similar, la disposición de instalación de triángulo isósceles descrita anteriormente e ilustrada en la Figura 6 puede usarse con disyuntores convencionales (no ilustrados) y no está restringida para usarse con el disyuntor 10 descrito en el presente documento.

Las ventajas proporcionadas por las realizaciones preferidas de la invención sobre los disyuntores convencionales incluyen: peso relativamente bajo y tamaño pequeño del disyuntor y de las instalaciones de extracción para grados de corriente y aislamiento dados; o valores relativamente altos de grados de corriente y aislamiento del disyuntor y de las instalaciones de extracción para dimensiones del disyuntor dadas. Esto conduce a costes reducidos y una idoneidad para su uso en aplicaciones dimensionalmente limitadas.

Además, uno cualquiera o más del dispositivo 50 de conexión eléctrica, el interruptor de vacío 12 y la varilla de tracción 16 están ubicados completa o parcialmente dentro del cuerpo 26 del terminal 20 inferior. Esto tiene el efecto de blindar el campo eléctrico de estos componentes, dando como resultado una resistencia dieléctrica relativamente alta entre el terminal 20 inferior y la base del disyuntor conectada a tierra, así como permitir una reducción en las dimensiones globales del disyuntor 10.

También es ventajoso que el disyuntor 10 se pueda ensamblar después de la formación del cuerpo 22.

El interruptor de vacío 12 se inserta primero en la cámara 24 a través del terminal 20 inferior, luego el captador 50 de corriente se inserta en la cámara 24 y se acopla a la parte móvil 52 del interruptor de vacío 12, y se presiona en la cara interna del terminal inferior. Esto simplifica la producción del disyuntor, reduciendo el coste de fabricación.

La combinación del diseño de la varilla de tracción 16 y el cuerpo 22 aislante aumenta la resistencia dieléctrica del disyuntor 10. También mejora la fiabilidad y la resistencia estructural de la construcción. Además, los terminales 18, 20 incrustados en el cuerpo 22 de polímero actúan como disipadores de calor eficientes, lo que hace posible aumentar las corrientes nominales, para dimensiones dadas.

La invención no se limita a la o las realizaciones descritas en el presente documento, que pueden modificarse o variarse sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un disyuntor (10) de vacío que comprende:

un primer terminal (18);

un segundo terminal (20);

un interruptor de vacío (12) acoplado entre dichos primer y segundo terminales y que puede funcionar para realizar o interrumpir una conexión eléctrica entre dichos primer y segundo terminales; y

un cuerpo (22) formado a partir de material eléctricamente aislante y que está conformado para definir una cámara interna (24),

en donde dichos primer y segundo terminales están soportados por dicho cuerpo, y dicho interruptor de vacío está ubicado en dicha cámara interna,

y en donde dichos primer y segundo terminales (18, 20) están separados a lo largo de un eje polar (P) de dicho cuerpo del disyuntor (22), estando dicho interruptor de vacío (12) ubicado al menos parcialmente en una región de dicha cámara interna (24) entre dichos primer y segundo terminales,

en donde el segundo terminal comprende un cuerpo hueco (26) que forma parte de dicha cámara interna (24), caracterizado por que dicha parte de dicha cámara interna (24) definida por dicho cuerpo hueco (26) de dicho segundo terminal (20) está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío (12), o para definir un espacio que es mayor que la forma y dimensiones de la sección transversal del interruptor de vacío, para permitir el paso del interruptor de vacío (12) a lo largo de la cámara interna (24) desde un extremo abierto (21) de la cámara interna a través de dicho cuerpo hueco (26) hasta dicha región de la cámara interna (24).

2. El disyuntor de la reivindicación 1, en donde dicho cuerpo (22) disyuntor está formado a partir de un material moldeable y en donde al menos uno de, y preferiblemente cada uno de, dicho primer terminal (18) y dicho segundo terminal (22) están moldeados en dicho cuerpo (22) del disyuntor.

3. El disyuntor de la reivindicación 1 o 2, en donde el cuerpo (22) del disyuntor está formado de plástico, preferiblemente termoplástico.

4. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho cuerpo hueco (26) tiene una superficie interna anular que forma parte de la superficie interna de dicha cámara interna (24), y en donde dicha superficie interna anular de dicho cuerpo hueco está al ras o sustancialmente al ras con la superficie interna de dicho cuerpo (22) del disyuntor.

5. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en done la sección transversal de la región de dicha cámara interna (24) definida por dicho segundo terminal (20) está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal de dicha región en la que el interruptor (12) de vacío está ubicado al menos parcialmente, o para definir un espacio que es más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal de la región en la que el interruptor de vacío está ubicado al menos parcialmente.

6. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho cuerpo (22) de disyuntor tiene un extremo abierto (21), estando ubicado dicho segundo terminal (20) entre dicho extremo abierto y dicha región en la que está ubicado al menos parcialmente dicho interruptor (12) de vacío, estando dicho extremo abierto conformado y dimensionado para permitir que dicho interruptor de vacío pase a través de dicho extremo abierto.

7. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en donde, cuando el disyuntor está ensamblado, un extremo de dicho interruptor de vacío (12) está ubicado dentro de dicho cuerpo hueco (26).

8. El disyuntor de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además un dispositivo conector eléctrico (50) que conecta eléctricamente un contacto móvil del interruptor de vacío (12) al segundo terminal (20), estando el dispositivo conector eléctrico ubicado dentro de la cámara interna (24) del cuerpo del disyuntor (22), preferiblemente dentro del cuerpo hueco (26) del segundo terminal.

9. El disyuntor de la reivindicación 8, en donde la cámara interna (24) está conformada y dimensionada para permitir el paso del dispositivo conector (50) a lo largo de la cámara interna desde un extremo abierto (21) de la cámara interna hasta una ubicación deseada dentro de la cámara interna.

10. El disyuntor de la reivindicación 8 o 9, en donde una región de la cámara interna (24) entre el extremo abierto (21) y una región definida por el segundo terminal (20) está conformada y dimensionada para coincidir con la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector eléctrico (50), y preferiblemente también del interruptor de vacío (12), o para definir un espacio que es más grande que la forma y las dimensiones de la sección transversal del dispositivo conector eléctrico, y preferiblemente también del interruptor de vacío.

11. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en donde la cámara interna (24) es de sección transversal sustancialmente uniforme, al menos en una región definida por dicho segundo terminal (20) y la región en la que se ubica dicho interruptor de vacío.

12. El disyuntor de cualquier reivindicación anterior, en donde la cámara interna (24) es de sección transversal sustancialmente cilíndrica.